DE10253980B4 - Device for limiting the inrush current - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung zur Begrenzung des Einschaltstromes beim Einschalten eines kapazitiven oder ohmschen Verbrauchers (1) durch einen Leistungsschalter (2) in MOSFET-Technik, wobei der Leistungsschalter (2) zwei Verbraucherstromklemmen (3,4) sowie eine Steuerklemme (5) aufweist und mit einer Verbraucherstromklemme (3) an dem Verbraucher (1) angeschlossen ist, so dass der Leistungsschalter (2) und der Verbraucher (1) in Reihe zueinander und zwischen Stromversorgungsleitungen (6, 7) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kondensator (9) mit seiner ersten Klemme (10) zwischen Verbraucher (1) und Leistungsschalter (2) und mit seiner zweiten Klemme (11) direkt oder über ein elektrisches Bauelement (14) an der Steuerklemme (5) des Leistungsschalters (2) angekoppelt ist und dass parallel zum Verbraucher (1) ein Widerstand (8) angeordnet ist, über den der Kondensator (9) beim Einschalten des Verbrauchers (1) geladen wird.contraption to limit the inrush current when switching on a capacitive or ohmic load (1) through a circuit breaker (2) in MOSFET technology, whereby the circuit breaker (2) has two load current terminals (3,4) and a control terminal (5) and having a load current terminal (3) connected to the consumer (1), so that the circuit breaker (2) and the consumer (1) in series with each other and between power supply lines (6, 7) are arranged, characterized in that a capacitor (9) with its first terminal (10) between the load (1) and circuit breaker (2) and with its second terminal (11) directly or via a electrical component (14) on the control terminal (5) of the circuit breaker (2) is coupled and that parallel to the consumer (1) a resistor (8) is arranged over the capacitor (9) when switching on the load (1) is charged becomes.

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Begrenzung des Einschaltstromes beim Einschalten eines kapazitiven oder ohmschen Verbrauchers durch einen Leistungsschalter in MOSFET-Technik, wobei der Leistungsschalter zwei Verbraucherstromklemmen sowie eine Steuerklemme aufweist und mit einer Verbraucherstromklemme an dem Verbraucher angeschlossen ist, so dass der Leistungsschalter und der Verbraucher in Reihe zueinander und zwischen Stromversorgungsleitungen angeordnet sind.The The invention relates to a device for limiting the inrush current when switching on a capacitive or ohmic consumer a circuit breaker in MOSFET technology, the circuit breaker has two load current terminals and a control terminal and connected to the consumer with a load current clamp is, so the circuit breaker and the consumer in series are arranged to each other and between power supply lines.

Beim Einschalten eines kapazitiven oder ohmschen Verbrauchers, insbesondere beim Einschalten eines derartigen Verbrauchers mit einem positiven Temperaturkoeffizienten, tritt ein großer Einschaltstrom auf, dessen Spitzenwert das Mehrfache des zugelassenen Nennstroms im Verbraucher annehmen kann. Zur Begrenzung des Einschaltstromes kann ein zum Verbraucher in Serie geschalteter Widerstand vorgesehen sein, wobei beim Einschaltvorgang der Widerstand einen Teil der Energie aufnimmt und der Widerstand beim Dauerbetrieb überbrückt wird. In der EP 0 948 123 A1 ist ein elektromechanischer Schalter, aus der DE 22 47 816 A1 ist ein Leistungsthyristor und aus der DE 39 03 789 A1 ist ein MOSFET-Leistungsschalter offenbart, wobei diese Leistungsschalter jeweils in Zusammenhang mit Schaltungsanordnungen zur Strombegrenzung vorgesehen sein können.When switching on a capacitive or ohmic load, in particular when switching on such a consumer with a positive temperature coefficient, a large inrush current occurs whose peak value can take several times the permitted rated current in the consumer. In order to limit the inrush current, a resistor connected in series with the load may be provided, wherein during the switch-on process the resistor absorbs part of the energy and the resistance is bridged during continuous operation. In the EP 0 948 123 A1 is an electromechanical switch, from the DE 22 47 816 A1 is a power thyristor and out of the DE 39 03 789 A1 discloses a MOSFET power switch, wherein these power switches may each be provided in connection with circuit arrangements for current limiting.

Aus der DE 40 13 731 A1 ist eine Vorrichtung zur Begrenzung des Einschaltstromes bei Anschluss einer kapazitiven Last an einer Stromquelle offenbart. In Reihe zum Verbraucher ist ein MOSFET-Leistungsschalter mit dessen Source-Drain-Strecke geschaltet. Diese wirkt solange als Strombegrenzungswiderstand, bis die ka pazitive Last auf einen vorgegebenen Wert aufgeladen ist. Danach wird die Source-Drain-Strecke des Leistungsschalters niederohmig durchgeschaltet und verursacht keine nennenswerten Verluste mehr. Die Steuerschaltung enthält dabei einen Bipolar-Transistor, dem die an einem MOSFET-Leistungsschalter abfallende Spannung als Steuerspannung zugeführt wird. Der Verbraucher weist einen Lastwiderstand RL und einen kapazitiven Lastwiderstandsanteil CL auf. Bei der offenbarten Schaltung ist neben dem MOSFET-Transistor ein zusätzlicher Bipolar-Transistor notwendig, der bei der Umsetzung als Halbleiterchip einen höheren Aufwand wegen der unterschiedlichen Halbleiter-Transistortechniken erfordert.From the DE 40 13 731 A1 discloses a device for limiting the inrush current upon connection of a capacitive load to a power source. In series with the consumer, a MOSFET power switch is connected to its source-drain path. This acts as a current limiting resistor until the capacitive load is charged to a predetermined value. Thereafter, the source-drain path of the circuit breaker is switched through low impedance and causes no significant losses. In this case, the control circuit contains a bipolar transistor to which the voltage dropping across a MOSFET power switch is supplied as a control voltage. The load has a load resistance R L and a capacitive load resistance component C L. In the disclosed circuit, an additional bipolar transistor is required in addition to the MOSFET transistor, which requires a higher cost in the implementation as a semiconductor chip because of the different semiconductor transistor techniques.

Aus der DE 39 34 577 A1 ist eine Stromversorgungseinrichtung mit Einschaltstrombegrenzung bekannt, die vier Halbleiterschalter aufweist. Die Steuerelektrode des zweiten Halbleiterschalters ist mit einem Spannungsteiler verbunden, der einen Kondensator aufweist. Wegen der vier Halbleiterschalter ist die Stromversorgungseinrichtung komplex und damit auch teuer.From the DE 39 34 577 A1 is a power supply device with inrush current limiting having four semiconductor switches. The control electrode of the second semiconductor switch is connected to a voltage divider comprising a capacitor. Because of the four semiconductor switches, the power supply device is complex and thus expensive.

Eine weitere Strombegrenzungsschaltung mit zwei albleitertransistoren und vier Dioden ist aus der JP 05022853 A bekannt. Auch hierbei werden mehrere Halbleiterbauelemente erforderlich, die neben der Komplexität der Schaltung auch zu einer erhöhten Ausfallwahrscheinlichkeit der Strombegrenzungsschaltung führen.Another current limiting circuit with two albleitertransistoren and four diodes is from the JP 05022853 A known. In this case too, a plurality of semiconductor components are required which, in addition to the complexity of the circuit, also lead to an increased probability of failure of the current-limiting circuit.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zur Begrenzung des Einschaltstromes derart weiterzubilden, dass bei einem MOSFET-Leistungsschalter zum Einschalten des Verbrauchers in der Ansteuerschaltung kein zusätzlicher Bipolar-Transistor eingesetzt werden muss.It Object of the present invention is a device for limiting of the inrush current such that in a MOSFET power switch to turn on the load in the drive circuit no additional bipolar transistor must be used.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Danach ist ein Kondensator mit seiner ersten Klemme zwischen Verbraucher und Leistungsschalter und mit seiner zweiten Klemme direkt oder über ein elektrisches Bauelement, insbesondere einen Widerstand, an der Steuerklemme des Leistungsschalters angekoppelt und parallel zum Verbraucher ist ein Widerstand angeordnet, über den der Kondensator beim Einschalten des Verbrauchers geladen wird.These The object is achieved by the Characteristics of the independent Claim 1 solved. After that is a capacitor with its first terminal between consumers and circuit breaker and with its second terminal directly or via a electrical component, in particular a resistor, at the control terminal of Circuit breaker is coupled and parallel to the consumer a resistor arranged over the capacitor is charged when switching on the load.

Die Vorrichtung begrenzt die Stromspitzen beim Einschalten des Verbrauchers zuverlässig, ohne einen großen Aufwand für die Ansteuerung der Steuerklemme (Gate) des MOSFET-Leistungsschalters zu erfordern. Die Vorrichtung ist so vorgesehen, dass eine erste Stromversorgungsleitung mit einer Versorgungsspannung Ubatt an den Verbraucher angekoppelt ist, während an der anderen Seite des Verbrauchers und in Reihe der MOSFET-Leistungsschalter und daran anschließend eine Stromversorgungsleitung zur Masse einer Batterie angeschlossen ist. Zwischen dem Verbraucher und dem MOSFET-Leistungsschalter ist ein Kondensator mit seiner ersten Klemme angeordnet, der über einen Widerstand parallel zum Verbraucher an der Stromversorgungsleitung zu Ubatt liegt, wobei der Kondensator zusätzlich über einen weiteren Stromzweig mit der Steuerklemme des MOSFET-Leistungsschalters verbunden ist. Die Ansteuerschaltung des MOSFET-Leistungsschalters besteht in diesem Fall mindestens aus einem Widerstand und einer Kapazität, die parallel zum Verbraucher angeordnet sind.The device reliably limits the current peaks when switching on the load, without requiring a great deal of effort for the control of the control terminal (gate) of the MOSFET circuit breaker. The device is provided so that a first power supply line with a supply voltage U batt is coupled to the consumer, while on the other side of the load and in series the MOSFET power switch and then a power supply line to the ground of a battery is connected. Between the load and the MOSFET power switch , a capacitor is arranged with its first terminal, which lies across a resistor parallel to the load on the power supply line to U bat , wherein the capacitor is additionally connected via a further branch current to the control terminal of the MOSFET circuit breaker. The drive circuit of the MOSFET circuit breaker in this case consists of at least one resistor and one capacitor, which are arranged parallel to the load.

Ein Vorteil bei der erfindungsgemäßen Anordnung des Kondensators besteht darin, dass dieser zwischen einer Verbraucherstromklemme (Drain) und der Steuerstromklemme (Gate) des MOSFET-Leistungsschalters angeschlossen ist. Die Anordnung des Kondensators verstärkt den sogenannten Miller-Effekt des Leistungsschalters beim Einschalten. Durch den Miller-Effekt wird die Kapazität des Leistungsschalters an den Verbraucherstromklemmen vergrößert, wodurch das Schaltverhalten der Schaltung dynamisch angepasst werden kann. Folglich hat der Kondensator in dieser Anordnung einen großen Einfluss auf den Einschaltvorgang des Leistungsschalters. Die Kapazität des Kondensators kann klein gewählt sein, um einen langen Einschaltvorgang des Leistungsschalters zu erzielen.An advantage of the inventive arrangement of the capacitor is that this between a load current terminal (drain) and the control terminal (gate) of the MOS FET circuit breaker is connected. The arrangement of the capacitor amplifies the so-called Miller effect of the circuit breaker when switching. The Miller effect increases the capacity of the circuit breaker on the load current terminals, allowing the switching behavior of the circuit to be dynamically adjusted. Consequently, the capacitor in this arrangement has a great influence on the turn-on of the circuit breaker. The capacitance of the capacitor may be chosen to be small in order to achieve a long turn-on of the circuit breaker.

Bei einer ersten Weiterbildung der Erfindung ist zwischen der Verbraucherstromklemme und der Steuerklemme des Leistungsschalters eine Diode angeschlossen, die die Steuerspannung an der Steuerklemme des Leistungsschalters begrenzt. Dazu kann beispielsweise eine Zenerdiode zwischen der Stromversorgungsleitung mit dem Massepotenzial und der Steuerklemme so angeordnet sein, dass die Zenerdiode die Spannung am Gate auf Ihre Durchbruchsspannung im stationären Zustand begrenzt. Bevorzugt kann die Zenerdiode mit dem parallel zum Verbraucher liegenden Widerstand als Spannungsteiler für die Gateansteuerung des MOSFET-Leistungsschalters dienen.at A first development of the invention is between the consumer power terminal and the control terminal of the circuit breaker connected a diode, the control voltage at the control terminal of the circuit breaker limited. For this purpose, for example, a zener diode between the power supply line be arranged with the ground potential and the control terminal so that the zener diode is the voltage at the gate to your breakdown voltage in the stationary Condition limited. Preferably, the Zener diode with the parallel to the consumer resistance as a voltage divider for the gate drive serve the MOSFET circuit breaker.

Bei einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist parallel zum Verbraucher ein Widerstand angeordnet, über den der Kondensator beim Einschalten des Verbrauchers geladen wird. Wird die Vorrichtung durch Anschluss beider Stromversorgungsleitungen an einer Verkehrsmittel-Batterie mit Spannung versorgt, lädt sich der Kondensator C durch den parallel zum Verbraucher liegenden Widerstand auf, wobei der Strom durch den geöffneten MOSFET-Leistungsschalter fließt. Die Gate-Source-Spannung, d.h. die Spannung zwischen der Steuerklemme und der Verbraucherstromklemme des MOSFET-Leistungsschalters steigt langsam von Null auf einen Endwert, bei dem die Durchbruchspannung der Zenerdiode, die parallel zum MOSFET-Leistungsschalter angeordnet ist, durchlässig wird. Das langsame Ansteigen der Gate-Source-Spannung am MOSFET-Leistungsschalter bewirkt zugleich ein langsames Einschalten des Verbrauchers, wobei der Kanalwiderstand zwischen den beiden Verbraucherstromklemmen am Leistungsschalter von einem Maximum langsam gegen den Durchlasswiderstand absinkt. Der Einschaltstrom des Verbrauchers wird erfindungsgemäß zunächst durch den langsam abfallenden Kanalwiderstand begrenzt. Nachdem der MOSFET-Leistungsschalter langsam eingeschalten hat, stellt sich ein geringer Kanalwiderstand zwischen den beiden Verbraucherstromklemmen (Drain, Source) ein. Die Verluste am MOSFET-Leistungsschalter sind Bauelement bedingt sehr gering und der Wirkungsgrad des Gesamtsystems wird dadurch maximiert.at Another preferred embodiment of the invention is parallel to the consumer arranged a resistance, over which the capacitor at Switching on the load is loaded. Will the device by connecting both power supply lines to a transport battery energized, charging the capacitor C through the parallel to the consumer Resistance to, the current through the open MOSFET circuit breaker flows. The gate-source voltage, i.e. the voltage between the control terminal and the load current terminal of the MOSFET circuit breaker rises slowly from zero to one Final value at which the breakdown voltage of the Zener diode, the parallel is arranged to the MOSFET circuit breaker, is permeable. The slow increase of the gate-source voltage at the MOSFET circuit breaker at the same time causes a slow turn on the consumer, wherein the channel resistance between the two load current terminals at the circuit breaker from a maximum slowly against the on-resistance decreases. The inrush current of the consumer is inventively first limits the slowly decreasing channel resistance. After the MOSFET circuit breaker slowly turned on, it turns a low channel resistance between the two load current terminals (drain, source). The losses on the MOSFET circuit breaker are component conditional very low and the efficiency of the overall system is characterized maximized.

Bei einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist parallel zur Diode ein Schalter angeordnet, um die Klemmen der Dioden kurzschließen zu können. Durch den parallel zur Zenerdiode angeordneten Schalter kann beim Ein- und Abschalten des Verbrauchers die Strombegrenzung erhalten bleiben, da die Zenerdiode mit deren Klemmen kurzgeschlossen wird und so der Steueranschluss des Leistungsschalters auf Masse liegt. Der Schalter kann ein diskreter Schalter sein. Es kann sich dabei aber auch um eine der Endstufe vorgelagerte Halbleiterschaltung handeln, welche das Ein- und Ausschaltsignal ausgibt. Muss der Verbraucher eingeschaltet werden, wird der parallel zur Zenerdiode angeordnete Schalter geöffnet. Beim Abschalten des Verbrauchers wird dann der Schalter geschlossen. Die Gate-Source-Spannung liegt dann auf Null Potenzial. Der MOSFET-Leistungsschalter sperrt und der Verbraucher wird dadurch abgeschaltet. Der Kondensator wird daraufhin durch den Verbraucher und den Schalter umgeladen. Wenn der Umladestrom des Kondensators eine zulässige Grenze nicht übersteigen darf, kann zusätzlich ein weiterer Widerstand zwischen dem Kondensator und der Parallelschaltung aus Zenerdiode und Schalter angeordnet sein. Dadurch wird der Umladestrom beim Abschalten des Verbrauchers verringert. Die Ansteuerungsschaltung des MOSFET-Leistungsschalters besteht aus einer antiparallel zwischen einer Verbraucherstromklemme des Leistungsschalters und der Steuerklemme des Leistungsschalters angeordneten Diode, einem ebenfalls mit der Steuerklemme des Leistungsschalters verbundenen Kondensator, dessen andere Klemme zwischen Verbraucher und Leistungsschalter angeordnet ist. Zwischen dem positiven Batteriepotenzial und einer Klemme des Kondensators ist ein parallel zum Verbraucher angeordneter Widerstand vorgesehen.at another embodiment of the invention is parallel to the diode a switch arranged to short-circuit the terminals of the diodes can. By The switch arranged parallel to the Zener diode can and switching off the load, the current limit is maintained, because the zener diode is shorted to its terminals and so on the control connection of the circuit breaker is grounded. Of the Switch can be a discrete switch. It can work out though also be a semiconductor circuit upstream of the final stage, which outputs the on and off signal. Must be the consumer be turned on, which is arranged parallel to the zener diode Switch open. When switching off the consumer then the switch is closed. The gate-source voltage is then at zero potential. The MOSFET circuit breaker locks and the consumer is thereby turned off. The capacitor is then reloaded by the consumer and the switch. When the charging current of the capacitor does not exceed an allowable limit may, may, in addition another resistor between the capacitor and the parallel circuit be arranged from Zener diode and switch. This will change the charge reduced when switching off the consumer. The drive circuit The MOSFET circuit breaker consists of an antiparallel between a load current terminal of the circuit breaker and the control terminal the circuit breaker arranged diode, also with the Control terminal of the circuit breaker connected capacitor whose another terminal between the load and circuit breaker arranged is. Between the positive battery potential and a terminal of the Capacitor is a parallel to the load arranged resistor intended.

Die Vorrichtung zur Begrenzung des Einschaltstromes kann beispielsweise bei Systemkomponenten in Kraftfahrzeugen bei einem 42 Volt-Bordnetz eingesetzt werden. Die Vorrichtung kann Bestandteil eines DC/DC-Wandlers sein. Dieser Gleichrichter ist beispielsweise dazu geeignet, aus einer höheren Batteriespan nung eine Gleichspannung mit geringerem positiven Batteriepotenzial zu erzeugen.The Device for limiting the inrush current, for example in system components in motor vehicles with a 42 volt electrical system be used. The device may be part of a DC / DC converter be. This rectifier is suitable, for example, from a higher one Battery voltage DC voltage with lower positive battery potential to create.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die untergeordneten Ansprüche und andererseits auf die nachfolgende Erläuterung einer Ausführungsform zu verweisen. In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Es zeigen jeweils in schematischer Darstellung,It are now different ways to design the teaching of the present invention in an advantageous manner and further education. This is on the one hand to the subordinate claims and on the other hand to the following explanation of an embodiment to refer. In the drawing is an embodiment of the device according to the invention shown. Each show in a schematic representation,

1 ein Schaltbild der Vorrichtung zur Begrenzung des Einschaltstromes gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, 1 a circuit diagram of the device for Be limitation of the inrush current according to a first embodiment of the present invention,

2 ein Schaltbild der Vorrichtung zur Begrenzung des Einschaltstromes gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und 2 a circuit diagram of the device for limiting the inrush current according to a second embodiment of the present invention and

3 ein Schaltbild der Vorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 3 a circuit diagram of the device according to a third embodiment of the present invention.

In 1 ist die Vorrichtung zur Begrenzung des Einschaltstromes beim Einschalten eines kapazitiven oder ohmschen Verbrauchers 1 durch einen Leistungsschalter 2 in MOSFET-Technik dargestellt. Der Leistungsschalter 2 weist zwei Verbraucherstromklemmen 3, 4 und eine Steuerklemme 5 auf. Ein positives Spannungspotenzial U liegt über eine Stromversorgungsleitung 6 am Verbraucher 1 an, der wiederum in Reihe zum Leistungsschalter 2 angeordnet ist. Die Verbraucherstromklemme 4 des Leistungsschalters 2 ist über die Stromversorgungsleitung 7 mit dem Massepotenzial verbunden. Parallel zum Verbraucher 1 und zwischen der Stromversorgungsleitung 6 ist ein Widerstand 8 und der Kondensator 9 derart angeordnet, dass eine Klemme 10 des Kondensators zwischen dem Verbraucher 1 und der Verbraucherstromklemme 3 des Leistungsschalters 2 angekoppelt ist. Die zweite Klemme 11 des Kondensators ist direkt, ohne Ankopplung an eine der Stromversorgungsleitungen 6, 7, mit der Steuerklemme 5 des Leistungsschalters 2 verbunden. Ebenfalls mit der Steuerklemme 5 des Leistungsschalters 2 ist eine antiparallel angeordnete Zenerdiode 12 verbunden, deren andere Klemme an der Stromversorgungsleitung 7 angeschlossen ist.In 1 is the device for limiting the inrush current when switching on a capacitive or ohmic load 1 through a circuit breaker 2 shown in MOSFET technology. The circuit breaker 2 has two load current terminals 3 . 4 and a control terminal 5 on. A positive voltage potential U is across a power supply line 6 at the consumer 1 in turn, in series with the circuit breaker 2 is arranged. The consumer power terminal 4 of the circuit breaker 2 is via the power supply line 7 connected to the ground potential. Parallel to the consumer 1 and between the power supply line 6 is a resistance 8th and the capacitor 9 arranged such that a clamp 10 of the capacitor between the consumer 1 and the consumer power terminal 3 of the circuit breaker 2 is coupled. The second clamp 11 of the capacitor is direct, without coupling to one of the power supply lines 6 . 7 , with the control terminal 5 of the circuit breaker 2 connected. Also with the control terminal 5 of the circuit breaker 2 is an antiparallel Zener diode 12 connected to the other terminal on the power supply line 7 connected.

Beim Einschalten des Verbrauchers 1, durch Anlegen der Spannung U an den Stromversorgungsleitungen 6, 7 oder durch eine Ansteuerung des MOSFET-Leistungsschalters 2 über dessen Steuerklemme beginnt der Strom durch den Leistungsschalter 2 zu fließen.When switching on the consumer 1 by applying the voltage U to the power supply lines 6 . 7 or by driving the MOSFET circuit breaker 2 the current through the circuit breaker begins via its control terminal 2 to flow.

Gleichzeitig fließt der Strom parallel durch den Verbraucher 1 und durch den Widerstand 8, wodurch der Kondensator 9 aufgeladen wird. Durch das Aufladen des Kondensators 9 steigt der Spannungsabfall über dem Kondensator 9 an, wodurch auch die Spannung zwischen Steuerklemme 5 und Verbraucherstromklemme 3 des Leistungsschalters 2 ansteigt, bis die Durchbruchspannung der Zenerdiode 12 erreicht ist. Während des geschilderten Vorgangs nimmt der Strom durch den Verbraucher 1 und den Leistungsschalter 2 langsam zu. Ist die Durchbruchsspannung der Diode 12 erreicht, wird das Steuerpotenzial an der Steuerklemme 5 des Leistungsschalters 2 auf Massepotenzial bzw. Durchlasspotenzial der Diode 12 gelegt, so dass der Nennstrom des Verbrauchers 1 fließen kann.At the same time the current flows in parallel through the consumer 1 and by the resistance 8th , causing the capacitor 9 is charged. By charging the capacitor 9 the voltage drop across the capacitor increases 9 which also reduces the voltage between the control terminal 5 and consumer power terminal 3 of the circuit breaker 2 increases until the breakdown voltage of the Zener diode 12 is reached. During the described process, the current through the consumer decreases 1 and the circuit breaker 2 slowly too. Is the breakdown voltage of the diode 12 reached, the control potential at the control terminal 5 of the circuit breaker 2 to ground potential or forward potential of the diode 12 placed so that the rated current of the consumer 1 can flow.

In der in 2 gezeigten Ausführungsform der Vorrichtung ist parallel zur Diode 12 ein weiterer elektrischer Schalter 13 angeordnet. Der Schalter 13 wird beim Abschalten des Verbrauchers 1 geschlossen. Die Spannung zwischen der Steuerklemme 5 und der Verbraucherstromklemme 4 (Source) fällt dann auf Null Volt, so dass der Leistungsschalter 2 sperrt und der Verbraucher 1 abgeschaltet wird. Der Kondensator 9 wird durch den Verbraucher 1 und den Schalter 13 umgeladen. Wenn der Umladestrom des Kondensators 9 für den Schalter 13 begrenzt werden muss, kann entsprechend der Darstellung in 3 ein weiterer Widerstand 14 zwischen Kondensator 9 und der Steuerklemme 5 des Leistungs schalters 2 angeordnet sein, so dass der Strom durch den geschlossen Schalter 13 begrenzt wird.In the in 2 shown embodiment of the device is parallel to the diode 12 another electrical switch 13 arranged. The desk 13 is when the consumer turns off 1 closed. The voltage between the control terminal 5 and the consumer power terminal 4 (Source) then drops to zero volts, leaving the circuit breaker 2 locks and the consumer 1 is switched off. The capacitor 9 is by the consumer 1 and the switch 13 transhipped. When the charge current of the capacitor 9 for the switch 13 may be limited, as shown in 3 another resistance 14 between capacitor 9 and the control terminal 5 of the circuit breaker 2 be arranged so that the current through the closed switch 13 is limited.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird der Einschaltstrom begrenzt. Die Vorrichtung stellt eine einfache Schaltung mit hoher Zuverlässigkeit zur Verfügung. Die Erfindung eignet sich beispielsweise zur Anwendung bei Strommodulen, Leistungsmodulen bzw. Lampen zum Einsatz bei Verkehrsmitteln. Dazu gehören Flugzeuge, Schiffe und Kraftfahrzeuge jeder Art.By the device according to the invention is the inrush current limited. The device provides a simple Circuit with high reliability to disposal. The invention is suitable, for example, for use with power modules, Power modules or lamps for use in transport. To belong Aircraft, ships and motor vehicles of all kinds.

Claims (3)

Vorrichtung zur Begrenzung des Einschaltstromes beim Einschalten eines kapazitiven oder ohmschen Verbrauchers (1) durch einen Leistungsschalter (2) in MOSFET-Technik, wobei der Leistungsschalter (2) zwei Verbraucherstromklemmen (3,4) sowie eine Steuerklemme (5) aufweist und mit einer Verbraucherstromklemme (3) an dem Verbraucher (1) angeschlossen ist, so dass der Leistungsschalter (2) und der Verbraucher (1) in Reihe zueinander und zwischen Stromversorgungsleitungen (6, 7) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kondensator (9) mit seiner ersten Klemme (10) zwischen Verbraucher (1) und Leistungsschalter (2) und mit seiner zweiten Klemme (11) direkt oder über ein elektrisches Bauelement (14) an der Steuerklemme (5) des Leistungsschalters (2) angekoppelt ist und dass parallel zum Verbraucher (1) ein Widerstand (8) angeordnet ist, über den der Kondensator (9) beim Einschalten des Verbrauchers (1) geladen wird.Device for limiting the inrush current when switching on a capacitive or ohmic consumer ( 1 ) by a circuit breaker ( 2 ) in MOSFET technology, wherein the circuit breaker ( 2 ) two load current terminals ( 3 . 4 ) as well as a control terminal ( 5 ) and connected to a load current terminal ( 3 ) to the consumer ( 1 ) is connected, so that the circuit breaker ( 2 ) and the consumer ( 1 ) in series with one another and between power supply lines ( 6 . 7 ), characterized in that a capacitor ( 9 ) with its first terminal ( 10 ) between consumers ( 1 ) and circuit breakers ( 2 ) and with its second terminal ( 11 ) directly or via an electrical component ( 14 ) at the control terminal ( 5 ) of the circuit breaker ( 2 ) and that parallel to the consumer ( 1 ) a resistor ( 8th ) is arranged, over which the capacitor ( 9 ) when the consumer is switched on ( 1 ) is loaded. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Verbraucherstromklemme (4) und der Steuerklemme (5) des Leistungsschalters (2) eine Diode (12) oder Zenerdiode angeschlossen ist, die die Steuerspannung an der Steuerklemme (5) des Leistungsschalters (2) begrenzt.Apparatus according to claim 1, characterized in that between the load current terminal ( 4 ) and the control terminal ( 5 ) of the circuit breaker ( 2 ) a diode ( 12 ) or Zener diode is connected to the control voltage at the control terminal ( 5 ) of the circuit breaker ( 2 ) limited. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zur Diode (12) ein Schalter (13) angeordnet ist, um die Klemmen der Diode (12) kurzschließen zu können.Device according to claim 1 or 2, characterized in that parallel to the diode ( 12 ) a switch ( 13 ) is arranged around the terminals of the diode ( 12 ) short circuit.
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